Sådan bruger du intelligent strømfordeling til at maksimere netværkstilgængeligheden

Bekymringerne for de stigende energiomkostninger får operatører af datacentre og andre netværksinstallationer til at genoverveje, hvordan faciliteterne er struktureret, herunder ændrede forventninger til, hvordan intelligente strømfordelingsenheder (iPDU'er) kan bidrage til en grønnere, mere pålidelig og billigere drift, hvilket alt sammen bidrager til forbedret netværkstilgængelighed. Desuden kræver en voksende variation af datacentertyper forskellige tilgange, når iPDU'er skal specificeres og integreres, lige fra store datacentre, der understøtter cloud computing, til meget mindre datacentre i udkanten, der er spredt i fabrikker, lagerhuse osv. Store datacentre drives med iPDU'er i varme gange med temperaturer på 60 °C for at reducere kølebehovet og energiforbruget. Til sammenligning opererer edge-datacentre ved maksimale temperaturer på 40 °C, som er i overensstemmelse med det miljø, hvor de er placeret.

iPDU'ernes specifikationer og driftsegenskaber skal tilpasses til det miljø, hvor de anvendes. Der er en stigende forventning om, at iPDU'er vil understøtte fjernovervågning og fjernstyring af energi for at optimere tilgængeligheden i alle tilfælde.

I denne artikel sammenlignes og kontrasteres driftsmiljøerne og forventningerne til iPDU'er i cloud- og edge-miljøer, herunder både hardware og software, sammen med anbefalinger til implementering; derefter præsenteres iPDU'er, der er velegnede til cloud- og edge-datacentre fra Panduit og Orion Fans.

Tre af de træk ved cloud- og edge-miljøer, der påvirker iPDU-valget, er forskellene i termiske miljøer, forskelle i netværkskommunikationsarkitekturer og forskelle i udstyrstætheden. Den mest udfordrende forskel mellem cloud- og edge-miljøer er sandsynligvis forventningen om drift ved op til 40 °C for de fleste edge-installationer sammenlignet med 60 °C i cloud-datacentre (figur 1). I cloud-miljøer minimerer varme og kolde gange kølebehovet og reducerer energiomkostningerne, som er en stor driftsomkostning i store datacentre. iPDU'erne befinder sig typisk i den varme gang og skal være klassificeret til 60 °C.

Figur 1: iPDU'erne i cloud-datacentre skal kunne fungere ved 60 °C, så de kan installeres i varme gange. (Billedkilde: Panduit)

Desuden kræver American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) ved drift af varme og kolde gange tre temperaturføler og en fugtighedssensor (kaldet "3T + H") på forsiden af kabinettet i den kolde gang og kun en temperaturføler på bagsiden af kabinettet i den varme gang. Derfor kan iPDU'er, der understøtter flere sensorindgange, eliminere behovet for et mellemliggende 1RU-apparat til sensorerne og være en vigtig overvejelse i cloud-datacentre.

Selvom både edge- og cloud-installationer lægger vægt på høj tilgængelighed, er det relativt vigtigere i cloud-miljøer. Controllermodulet på iPDU'er skal kunne udskiftes ved hot-swap i enheder, der er installeret i cloud-datacentre. Muligheden for at kunne hot-swap controller-modulet minimerer nedetiden, hvilket er en vigtig faktor i skyen. Desuden er Gigabit (Gb) Ethernet mere udbredt i skyen end andre forbindelseshastigheder, og iPDU'er i skyen har fordel af at understøtte Gb Ethernet-forbindelse, som ikke er så højt værdsat i kantinstallationer. Desuden kræver cloud-installationer generelt iPDU'er, der understøtter højere sikkerhedsniveauer og mere kompleks software til strømovervågning og -styring.

I cloud-datacentre er der en højere tæthedsgrad af racks sammenlignet med udkanten, hvilket gør effekttætheden til en vigtig faktor i valget af iPDU'er til cloud-faciliteter. IPDU'er i cloud-datacentre har fordel af højere udgangstætheder, men skal stadig levere et højt niveau af intelligent strømstyring og overvågning for at understøtte højere strømtætheder.

I både cloud- og edge-installationer er utilsigtede afbrydelser af strømkabler en af de vigtigste årsager til nedetid for udstyr. Den mest almindelige årsag til utilsigtede afbrydelser i iPDU'er er virkningen af vibrationer og tyngdekraften, der over tid trækker i strømkablerne; det er ikke en "brugerfejl". Det kan være vigtigt at designe iPDU'er, der minimerer virkningen af vibrationer og tyngdekraft på strømkabler og dermed minimerer utilsigtede afbrydelser, i kantinstallationer og er påkrævet i cloud-faciliteter.

iPDU'er er normeret til 60 °C ved fuld belastning

Datacenteringeniører kan henvende sig til Panduits G5 intelligente PDU'er (Gen 5 iPDU'er) for at imødekomme behovene for strømfordeling, tilgængelighed, sikkerhed og overvågning i cloud-installationer. Gen 5 iPDU'er har en driftstemperatur på 60 °C ved fuld belastning. De har også sensorindgange til understøttelse af ASHRAE-kravet om 3T + H på den kolde gang og en temperatursensor på den varme gang uden et mellemliggende 1RU-apparat. Digitale selvidentificerende sensorer kan tilsluttes direkte til iPDU'en, hvilket fremskynder implementeringen.

Den intelligente netværkscontroller (iNC) i Gen 5 iPDU'erne kan udskiftes ved hot-swap for at understøtte maksimal oppetid (Figur 2). Den omfatter et OLED-display med høj synlighed, nulstilling/standardindstillinger, menuvælgerknapper, en status-LED, et USB-stik til firmware- og konfigurationsopdateringer og/eller valgfri automatisk racklystilslutning, 1 Gb Ethernet-port til netværksforbindelser, PDU-out og PDU-in/seriel port til daisy chaining af flere iNC'er og to sensorporte, der hver kan tilsluttes op til 4 sensorer, i alt 8 sensorer, ved hjælp af den valgfri sensorudvidelsesport.

Figur 2: iNC'en i Gen 5 iPDU'erne kan udskiftes ved hot-swap for at sikre maksimal oppetid og understøtter en lang række overvågnings- og kontrolfunktioner. (Billedkilde: Panduit)

Op til fire iPDU'er kan kædes i daisy-chaining og forbindes til to forskellige sikre netværksforbindelser til:

• Overvågning af strømforbrug og sporing af data på et anlægsnetværk og;
• Styring og overvågning af op til fire rack iPDU'er ved hjælp af en enkelt IP-adresse (figur 3).

Hver iPDU i daisy chain-kæden kan tilsluttes op til otte sensorer, hvilket giver i alt 32 sensorer over en enkelt forbindelse. Desuden er en redundant netværksadgangskonfiguration tilgængelig ved hjælp af to iPDU'er.

Figur 3: Op til 4 Gen 5 iPDU'er kan kædes sammen i daisy-chaining via en enkelt IP-adresse. (Billedkilde: Panduit)

I store datacentre er der behov for at overvåge og identificere ineffektivitet for at forbedre den operationelle effektivitet, reducere omkostningerne og minimere det miljømæssige fodaftryk. Gen 5 iPDU'er understøtter omfattende, nøjagtig energimålingssoftware til effektiv udnyttelse af energiressourcerne, til at træffe informerede beslutninger om kapacitetsplanlægning, til at forbedre driftstiden og til at måle effektiviteten af strømforbruget (PUE). Disse iPDU'er tilbyder den nødvendige energimåling, overvågning og styring til at understøtte løbende forbedringer i energiforbruget, herunder:

• Energimåling og -overvågning på PDU-niveau
  • Energimåling i watt-timer (kWh)
  • Effektmålinger (W)
  • Input Fase niveau effektmålinger, herunder V, A, VA, kWh og effektfaktor (pf)
  • Målinger af strømmen på afbryderniveau
  • Målefunktioner til fakturering af høj kvalitet
  • Integreret hukommelse til registrering/visning/rapportering af historiske data
  • Tilpasselige alarmtærskler og meddelelser
• Kontrol af udgangsniveau
  • Fjernbetjening af tænding og slukning af den enkelte stikkontakt
  • Brugerdefineret tændingstidsforsinkelse for at sekventere udstyr og undgå overbelastning af overstrøm
  • Brugertildelbare roller og adgangssikkerhedsniveauer
• Energimåling på udgangsniveau
  • Energimåling i watt-timer (kWh)
  • Effektmålinger, herunder V, A, VA, VA, W og pf
  • Data til beregninger af PUE på Green Grid-niveau 3

Gen 5 iPDU'erne giver høj strømtæthed, har op til 48 udgange og leveres som standard med en tre meter lang strømkabel. De fås med en række forskellige monteringskonfigurationer, herunder vertikalt (0U) eller horisontalt (1U eller 2U). F.eks. er model P36D08M normeret til 30 A pr. fase, har en 0U FULL formfaktor, har et L15-30P-indgangsstik, 3 afbrydere, kan håndtere 8,6 kW og har 36 udgange (30 C13 og 6 C19).

Designere, der bruger Gen 5 iPDU'er, kan vælge mellem to forskellige løsninger på problemet med utilsigtet afbrydelse af forbindelsen. Standard C13- og C19-udtag har en integreret forsænket åbning ved siden af dem, der er designet til at modtage et ikke-ledende kabelbånd, hvilket effektivt eliminerer virkningerne af vibrationer og tyngdekraften. Selv om disse stikkontakter er billigere, er der en arbejdsomkostning forbundet med at bruge kabelbinderen, og den sikrer ikke strømkablet på udstyrssiden. Gen 5 iPDU'er fås med låsesnore, der klikkes sikkert på plads for at opnå en mere komplet løsning. Desuden har udstyrsenden en universel låsemekanisme, der låser sig fast til IT-udstyret og sikrer permanent kabelfastholdelse i begge ender. Afhængigt af installationsbehovene kan planlæggere bruge Gen 5 iPDU'er, der kombinerer udtag med kabelbåndsslots og låseudtag (Figur 4). Desuden har cloud-datacentre et stort antal strømkabler, der forsyner A- og B-siderne bag i kabinettet, hvilket kan vanskeliggøre kabelstyring. Gen 5 PDU'er tilbyder farvede kabelbånd, farvede mærkningsstropper og farvede strømkabler (både låsende og ikke-låsende) for at forenkle identifikation og håndtering af kabler på A- og B-siden.

Figur 4: Gen 5 iPDU'er tilbyder et valg af kabelbånd eller låseudtag for at løse problemerne med utilsigtet afbrydelse af forbindelsen. (Billedkilde: Panduit)

Panduit Smart Zone G5-sikkerhedshåndtaget (ekstraudstyr) kan bruges sammen med Gen 5 iPDU'en til at give adgangskontrol til op til 200 brugere. Håndtaget omfatter en status-LED, der viser håndtagets sikkerhedstilstand, og en LED-lysdiode, der angiver kabinettets tilstand. Den har også en integreret fugtighedssensor og dedikerede temperatur- og døralarmsensorer for at forenkle sensorinstallationen og opfylde ASHRAE-standarderne (Figur 5). G5-sikkerhedshåndtaget omfatter udskiftningslåse og nøgler og fire måder at kontrollere adgangen til skabet på:

• Kortlæsere med dobbeltfrekvens kan bruges med enten lavfrekvens- eller højfrekvenskort.
• Adgang kan fjernstyres via webinterface i Gen 5 iPDU'en.
• Modellen ACF06 omfatter et valgfrit tastatur, der giver adgang til skabet via en sikker pinkode.
• ACF06-modellen kan implementere dobbelt autentificering, når der er behov for både en kortgennemføring og et tastatur.

Figur 5: Det valgfrie Smart Zone G5-sikkerhedshåndtag har en integreret fugtføler og status-LED'er og kan konfigureres med eller uden integreret tastatur til adgangskontrol. (Billedkilde: Panduit)

iPDU'er til Edge-installationer

Til datacentre i udkanten og andre applikationer, der kan bruge iPDU'er, der er beregnet til maksimal drift ved 40 °C, tilbyder Orion Fans serien Smart Switched PDU 'er med udtag, der kan startes sekventielt, styres og overvåges fra afstand. Smart Switched PDU'er overvåger hver enkelt stikkontakt individuelt og sender en advarsel via e-mail, trap eller akustisk alarm, hvis en brugerdefineret tærskelværdi overskrides. Andre funktioner omfatter:

• Strømstyring og overvågning på udgangsniveau for rackmonteret udstyr
• Drift fra 0 til 40 °C
• Strømovervågning via måler, web eller simpel netværksstyringsprotokol (SNMP)
• http, https, SNMP, DHCP og UDP-kommunikationsprotokoller
• Digital, ægte RMS-strømmåler på PDU'en
• Medfølgende software giver kontrol og analyser for at forbedre energieffektiviteten, reducere driftsomkostningerne og minimere nedetid

F.eks. omfatter modellen OSP-V-16-23-16-16-N1 14 IEC320 C13- og 2 IEC320 C19-udtag, et IEC320 C20-indtag og en lukket IEC320 C19 til C20-strømledning på 3 meter samt en 16 A-afbryder. Alternativt har OSP-H-16-23-08-08-N1 8 IEC320 C13-udgange, en IEC320 C20-indgang, en lukket IEC320 C19 til C20-strømledning på 3 meter og en 16 A-afbryder med en trecifret 20 A-strømmåler med en opløsning på 0,1 A (figur 6).

Figur 6: OSP-H-16-23-08-N1 iPDU'en har 8 IEC320 C13-udgange og en trecifret strømmåler med en opløsning på 0,1 A. (Billedkilde: Orion Fans)

Sammenfatning

Cloud- og edge-datacentre har forskellige behov for iPDU'er, herunder forskellige krav til driftstemperatur, forskellige forventninger til pålidelighed og tilgængelighed og forskellige behov for sikkerhed, strømstyring og overvågning. Netværksingeniører kan vælge mellem iPDU'er, der passer til de specifikke krav til edge- og cloud-installationer for at understøtte grønnere løsninger med den optimale balance mellem omkostninger og ydeevne.